基坑支护系统施工过程

任务二：基坑支护系统施工一、土壁支护•开挖基坑（槽）时，如地质条件及周围条件允许，可放坡开挖，但在建筑密集地区施工，有时不允许按要求放坡开挖，或者有防止地下水渗入基坑要求时，就需要用支护结构支撑土壁，以保证施工的顺利和安全，并减少对相邻已有建筑物的不利影响。▲土壁支撑的形式•土壁支撑根据槽（槽）及其深度和平面宽度大小可采用不同的形式。在开挖较窄的沟槽时，多用木挡板横撑式土壁支撑。横撑式土壁支撑根据挡土板设置的不同，分为水平挡土板式(图1－15a)和垂直挡土板式(图1－15b)二、基坑支护结构•支护结构的作用是在基坑挖土期间既挡土又挡水，以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行，避免对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。1.支护结构的种类划分支护结构包括挡墙与支撑（拉锚）两部分，（1）按受力不同可分：重力式支护结构悬臂式支护结构非重力式支护结构内撑式支护结构(按支护结构支撑系统分)坑外锚拉式支护结构边坡稳定式支护（2）按挡墙所选用的材料不同，支护结构分为：钢板桩钢筋混凝土桩地下连续墙深层搅拌水泥土桩、旋喷桩等排桩挡墙（重力式）土钉墙挡土墙（边坡稳定式支护法）2.重力式支护墙类型（1）深层搅拌水泥土桩挡墙（2）旋喷桩挡墙•深层搅拌水泥土桩挡墙（见图1-4）属重力式挡墙，深度大时可在水泥土中插入加筋杆件（SMW工法），形成加筋水泥土挡墙，必要时还可辅以内支撑等。此种支护结构特别适用于软土地区。图1-4水泥搅拌桩挡墙返回3.非重力式支护墙类型（1）H型钢支柱挡板支护挡墙（2）钢板桩常用的钢板桩有简易的槽钢钢板桩和热轧锁口钢板桩。（3）钢筋混凝土桩排桩挡墙（4）地下连续墙前进钢板桩挡墙返回钢板桩（槽钢）挡墙返回▲钢筋混凝土桩排桩挡墙•目前支护结构中常用到钢筋混凝土钻孔灌注桩(图1－17)、沉管灌注桩。由于在桩顶部设钢筋混凝土圈梁以增强整体性，所以这种桩型刚度较大，抗弯能力强，变形相对较小，有利于保护周围环境，而且价格较低，经济效益较好。但其施工工艺问题尚未完全解决，因此这种桩难以做到桩间相切，桩之间留有100～150mm的间隙，挡水能力较差，需另做防水帷幕。目前常在桩背面相隔100mm左右处施工两排深层搅拌水泥土桩，或桩间施工树根桩、注浆止水。钢筋混凝土挡墙钢筋混凝土挡墙桩钢筋混凝土挡墙桩▲地下连续墙•地下连续墙已成为深基坑的主要支护结构挡墙之一。国内大城市深基坑工程利用此支护结构较多，常用厚度为600～1000mm，目前也可施工厚450mm的地下连续墙。尤其是地下水位高的软土地区，当基坑深度大且邻近的建（构）筑物、道路和地下管线相距很近时，它往往是首先考虑的支护方案。挖地下连续墙机械地下连续墙钢筋笼地下连续墙内基坑土方开挖地下连续墙内基坑土方开挖地下连续墙内支撑体系——围檩地下连续墙内支撑体系——水平支撑地下连续墙内支撑体系全貌基坑内做水平支撑•地下连续墙与“逆筑法”结合应用，可省去挖土后地下连续墙的内部支撑，还能使上部结构及早投入施工或使道路等及早恢复使用，对深度大、地下结构层数多的深基础的施工十分有利。我国己有不少“逆筑法”施工成功的先例。地下连续墙如单纯用作支护结构，费用较高，若施工后成为地下结构的组成部分（即两墙合一）则较为理想。返回4.支撑系统类型支撑系统类型基坑外拉锚基坑内支撑钢结构支撑钢筋混凝土结构支撑圆钢管H型钢顶部拉锚（常用于不太深的基坑）土层锚杆拉锚（常用于不太深的基坑）前进钢结构支撑基坑内支撑——钢管支撑钢管支撑钢结构支撑琵琶撑增强稳定的竖向支撑钢结构支撑水平支撑交接处处理钢结构支撑钢管焊缝处的加强处理钢结构支撑返回基坑内支撑——混凝土结构支撑钢筋混凝土结构支撑钢筋混凝土支撑直角支撑加强钢筋混凝土结构支撑第二道支撑第一道支撑正在施工中的第三道支撑钢立柱钢筋混凝土结构支撑钢筋混凝土结构支撑返回钢立柱与钢筋砼支撑连接处理基坑外拉锚顶部拉锚土层锚杆拉锚顶部拉锚图土层拉锚图返回5.支护结构破坏形式•支护结构破坏包括强度破坏和稳定性破坏，不同类型的支护结构，其破坏形式也不同。浙江省建发房地产公司翔金苑钢板桩钢管内支撑坑中坑支护设计施工图（钢板桩支护+钢管支撑）第一道内支撑平面布置图局部放大图第二道内支撑平面布置图设计说明一、设计依据1.浙江嘉华建筑设计研究院有限公司设计的《浙江省建发房地产公司翔金苑》总平面图及地下室结构图：2.浙江大地岩土勘察公司勘测的《乐清市柳市镇翔金苑场址岩土工程勘察报告》；（工程编号：2000-103）3.中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数ro=1.00；4.中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2000）；5.中华人民共和国国家标准《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；6.中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；7.浙江省标准《建筑地基基础设计规范》（DB33/1001-2003）；8.浙江省标准《建筑基坑工程技术规范》（DB33/T1008-2000）；9.计算软件采用北京理正软件设计研究所“理正深基坑支护结构设计软件（F-SPW5.30）”，局部作了修正、补充；10.场址现周边环境由乐清市柳市镇翔金洋村委会、浙江省建发房地产公司提供；11.坑边荷载按基坑边沿地面6m范围内允许堆载15KN/㎡，严禁超载。12.现行建筑施工规范、规程及市有关部门文件。二、工程概况本工程位于乐清市柳市镇金洋村，翔来路东侧，翔金路、大兴路，柳翁路两侧。主楼一般为5～6层，砖混结构，仅场区南东角一幢为11层，框架结构；地下室1层。总建筑面积为㎡，其中地下室面积为㎡。建筑物室内设计相对标高±0.000相当于黄海高程系绝对标高4.800m，自然地坪标高为-4.500m，相差0.30m。底板结构面标高为-4.150，底板厚为0.450m，采用地梁带承台片伐底板基础,底板、承台、地梁底为100厚C20素砼找平，其下150片石灌砂夯实垫层。桩基工程采用桩径为机械钻孔灌注桩。基坑挖土深度表编号几何尺寸（长×宽×厚）m承台底标高（含垫层）m挖土深度m计算深度m承台形状电梯井见平面×3.10-6.10～9.453.353.354坑中坑三、场地工程地质条件场地地形相对平坦，勘察时为荒地，部分地段已回填，为淤泥——冲积平原地貌。根据本次勘察揭露情况，勘察深度范围内地基土划分为：①-a.人工填土；①.粘土；②.淤泥；③-a.粘土；④.粉质粘土（软）；⑤.粘土；⑥.软粘土；⑦.粘土；⑧.软粘土；⑨.混粘性土圆砾；⑩。粘土。现按电梯井支护设计需要自上而下分述如下：①-a.人工填土…………各土层物理力学指标如下：编号土名厚度m重度rKN/m3粘聚力CKpa内摩擦角φ度地基土承载力特征值fak摩阻力特征值ｑSKpa含水量wo%2淤泥13.915.706.2015.2040.05.074.1（二）水文地质条件本场区地下水类型主要为孔隙性潜水，淤泥质土及粘性土为弱透水层，含水饱和，渗透系数小，水径流条件较差。混粘性土圆砾为中——强透水层，水径流条件较好。勘察时地下水为地表之下0.2～0.9m，受大气降水、季节及人工排水等因素影响而有所变化。据区域水文地质资料，地下水对混凝土不具侵蚀性。四、电梯井（坑中坑）支护方案确定本方案电梯井（坑中坑）采用扣打槽钢桩，并加钢管与双拼槽钢作内支撑的基坑支护，施工时必须做到“先支撑后挖土”的原则。拟定支护交界面采用钢板桩插入土层（淤泥层）滑动面，阻止了基坑土的隆起，主动侧压力部分的土主要采用钢管与槽钢作内支撑，以此保证基坑界面土体强度及基坑整体稳定性。五、主要材料的选用1.钢材：钢管与槽钢均采用HPB235钢，螺纹钢采用HRB335钢。弯扭曲槽钢要调直。2.焊条：HPB235钢的焊接采用E4300～E4313，HPB235钢与HRB335钢焊接用E5001～E5014。六、钢管与槽钢内支撑1.按图设置钢管（φ325×8）与双拼槽钢（2[25#）内支撑，水平支撑杆两端焊在围楞上；2.内撑杆件要平直，同心度偏位≤50mm；3.每杆件相互联结与围楞顶头要加劲并要满焊，焊条采用E4300～E4313；4.杆件对接除满焊外，还要4块[16#，L=300加劲板电焊；七、应急措施1.在施工现场准备300只麻袋（平时装100只砂袋）与钢管(φ325×8)各30m等应急抢险物资；2.基坑边若有超载，及时卸载；3.根据现场监测的变形数据坑中坑支护结构位移过大时，立即停止土方开挖，坑底用砂袋堆叠反压或用挖土机将原土回填进行反压，或用钢管加强内支撑。八、基坑的排水与防水工作1.电梯井坑底边沿不设排水沟，设600×600的集水坑进行坑底抽水；2.为了防止渗漏水，部分涌水量较大处在槽钢外侧堆填粘土麻包；九、基坑监测工作1.支护上部结构面（槽钢桩顶）位移值≤1.0H%（H为挖土深度）。2.变形达到5mm/d并且连续三天不收敛或支护上部结构面（槽钢桩顶）累计变形量达到或超过1.0H/100（H为开挖深度）时报警，以便分析原因，及时采取加固措施。3.对钢板桩外的工程桩进行监测。十、挖土注意事项1.槽钢桩需先挖至第一道围楞底，待围楞及内支撑达到设计要求后，方可向下开挖，严格坚持“先支撑后挖土原则”。2.挖土标高：土方机挖标高定在第二道围楞底，第二道支撑以下土方采用人工开挖；3.相关单位应根据后浇带位置及现场实际情况编制挖土方案，结合基坑支护方案统一施工；凯鸿大厦基坑支护工程施工图（钻孔灌注桩挡墙+钢筋混凝土支撑）基坑支护周边环境图基坑支护平面图基坑支护平面图—局部放大图立柱桩平面布置图立柱桩平面布置图—局部放大图内支撑平面布置图内支撑平面布置图—局部放大图基坑支护剖面图(一)冠梁配筋图S1～S4内支撑配筋图支撑节点详图基坑支护换撑图基坑支护监测图三、土钉支护（土层锚杆拉锚）（一）土钉墙土钉墙是采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的结构。它是将拉筋插入土体内部全长度与土粘结，并在坡面上喷射混凝土，从而形成加筋土体加固区带，用以提高整个原位土体的强度并限制其位移，同时增强基坑边坡坡体的自身稳定性。●开挖支护●天然边坡加固（是一项实用的原位岩石加筋技术）土钉墙适用范围：◆土钉墙的类型按施工方法不同可分为:●钻孔注浆型土钉墙●打入型土钉墙●射入型土钉墙钻孔注浆型土钉墙锚杆打入型土钉墙1.土钉支护的构造土钉支护的构造如图1－27所示。土钉支护构造要求如下：①土钉墙的墙面坡度不宜大于1∶0.1；②土钉必须与面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造，承压板或加强钢筋应与土钉钢筋焊接连接；③土钉的长度宜为开挖深度的0.5~1.2倍，间距宜为1～2m，与水平面夹角宜为5°～20°；④土钉钢筋材料宜采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋或钢管，钢管直径易为48、53mm；钢筋直径宜为16～32mm，钻孔直径宜为70～120mm；⑤注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度不宜低于M10；土钉——钢管土钉构造⑥喷射混凝土面层中宜配置钢筋网，钢筋直径宜为6～10mm，间距宜为150～300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，面层厚度不宜小于80mm；⑦坡度上下段钢筋网搭接长度应大于300mm；⑧土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，在坡顶和坡脚应设排水措施，在坡面上可根据具体情况设置泄水孔。2.土钉的特点（1）土钉墙的优点①安全可靠；②可缩短基坑施工工期；③施工机具简单、易于推广；④经济效益较好。（2）土钉墙在应用上的局限性：①坡壁土体需有一定的内聚力土钉施工时一般要先挖土层1～2m深，在喷射混凝土和安装土钉前需要在无支护情况下稳定至少几个小时，因此土层必须有一定的天然“凝聚力”，否则需先进行地基加固处理来维持坡面稳定，从而使施工复杂化、造价加大；②施工时要求坡面无水渗出，否则开挖后坡面会出现局部坍滑，这样就不可能形成一层喷射混凝土面层；③软土开挖不宜采用土钉墙支护。因为土钉锚固体与软土的界面摩阻力小，造成土钉的承载能力小，同时在软土中成孔也较困难。（目前已有一定的适用范围）3.基坑支护中土钉墙的适用范围土钉墙适用于地下水位以